【同步讲义】（人教版2019）高中物理必修三：12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 讲义

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12.3 实验：电池电动势和内阻的测量
【物理核心素养】
物理观念：通过操作实验，让学生形成对实验具有严谨科学态度的物理观念。
科学思维：体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法．
科学探究：经历实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。
科学态度与责任：培养仔细观察，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。
【教学重难点】
教学重点
1、电路的连接和实验器材的选择，选择测量方案；
2、实验数据处理和图像法处理实验数据。
教学难点
1. 根据实验数据得出结论后，要判断图像的斜率和截距等的意义；
2. 理解实验思路，并能列式和变形，通过对比数学方程得出结论。

知识点一、伏安法测电池电动势和内阻
一、实验思路
由E＝U＋Ir知，改变外电路的阻值可测出多组U、I的值，通过图像可求出E、r的值．实验电路如图所示．

二、物理量的测量
路端电压U和电流I两个物理量．而仅测两组U、I数据，联立方程解得E和r，误差可能较大，应该多次测量，并对数据处理，才能减小误差．所以应该使用滑动变阻器改变外电路电阻，进行多次测量．
三、数据处理
1．计算法：由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得E＝，r＝.可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值．
2．作图法：
(1)以U为纵坐标，I为横坐标，建立平面直角坐标系，根据几组U、I测量数据，在坐标系中描点，作U－I图像．
(2)将图线两侧延长，纵轴截距点是断路的路端电压，它的数值就是电源电动势E；横轴截距点是路端电压U＝0时的电流，它的数值就是短路电流I短＝.
(3)图线斜率的绝对值为电源的内阻r，即r＝＝，如图所示．

3．误差分析
(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确．
(2)系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，
电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U－I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测